现代物理基础丛书42：中子衍射技术及其应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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姜传海，杨传铮 著

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• 中子衍射
• 中子散射
• 凝聚态物理
• 材料科学
• 晶体结构
• 磁性材料
• 软物质
• 粉末衍射
• 非晶材料
• 中子物理

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030344519

版次：1

商品编码：11927181

包装：平装

丛书名： 现代物理基础丛书

开本：16开

出版时间：2012-06-01

用纸：胶版纸

页数：309

字数：392000

正文语种：中文

内容简介

　　“中子衍射技术及其应用”是基于材料中物质对入射中子的吸收、散射和衍射等现象，对物质（材料）晶体结构和磁结构研究的学科分支。全书分为13章，包括晶体结构和磁结构基础，中子射线及其与物质的交互作用，中子衍射的运动学理论，中子衍射散射实验方法，晶体结构的测定，自旋结构和磁结构的测定，物相衍射分析，材料残余应力衍射测定，材料织构的衍射测定，中子小角衍射散射的应用，新型材料的衍射散射分析，物质动态结构的非弹性散射研究以及中子衍射散射的工业应用。
　　《现代物理基础丛书42：中子衍射技术及其应用》可供固体物理、材料科学与工程、化学与化工、生物学与生物工程和医药与药物工程等专业的高校及科研院所的教师、研究生、高年级本科生阅读，也可供从事衍射分析的专业人员参考。

作者简介

　　姜传海，男，1963年9月生，汉族，教授，博士生导师。1983年7月毕业于兰州大学物理系，1983年8月-1995年8月在哈尔滨汽轮机厂材料研究所工作，1995年9月-2000年2月在哈尔滨工业大学材料系攻读博士学位，2001年3月-2003年11月在上海交通大学材料学院从事博士后工作，2001年12月至今在上海交通大学材料学院从事材料表征、教学和实验技术的开发研究，2007年在法国国立高等工程技术学院（ENSAM）做高级访问学者。
　　现担任中国机械工程学会材料分会理事及残余应力专业委员会副主任兼秘书长、中国机械工程学会失效分析分会理事及喷丸技术专业委员会常务副主任、中国机械工程学会理化检验分会理事、中国晶体学会理事及粉末衍射专业委员会委员、中国物理学会X射线衍射专业委员会委员、上海市物理学会X射线与同步辐射专业委员会主任等。
　　开设有材料组织结构表征、X射线衍射原理和技术、材料近代物理测试方法、不完整晶体结构及其分析方法、同步辐射技术及其应用课程。
　　共主持国家、省部级及大中型企业科研项目50余项。发表论文200余篇，被SCI及E1检索150余篇。
　　著有《材料的射线衍射和散射分析》、《X射线衍射技术及其应用》和《材料组织结构表征》。
　　
　　杨传铮，男，1939年8月生，侗族，教授。1963年6月毕业于上海科学技术大学金属物理专业，1963年7月～1988年9月在中国科学院上海冶金研究所从事材料物理和X射线衍射及电子显微镜应用方面的研究，1988年10月～1993年5月先后应美国EXXON研究与工程公司和美国Biosym技术有限公司邀请，在美国长岛Brookhaven国家实验室从事材料的同步辐射和中子衍射散射合作研究，1993年6月～1999年8月在上海大学物理系任教，现已退休。
　　先后开设激光光谱学、物质结构研究的理论与方法、同步辐射应用基础和应用物理前沿系列讲座等研究生课程。在各种期刊杂志上发表相关论文60余篇。著有《物相衍射分析》和《晶体的射线衍射基础》。“材料科学中的晶体结构和缺陷的X射线研究”获1982年国家自然科学四等奖（排名第二），“遥控式X射线貌相机”获1984年上海市重大科研成果三等奖（排名*一）。
　　曾任中国物理学会X射线衍射专业委员会委员（1982年～1998年），第一届委员兼秘书长（1982年～1986年），上海市物理学会X射线与同步辐射专业委员会第一届委员兼秘书长（1982年～1992年），上海市金属学会理事兼材料专业委员会副主任，现任上海市物理学会X射线与同步辐射专业委员会顾问。
　　2004年3月至今，对纳米材料和电池活性物质及电极过程进行大量研究，发表论文40余篇，著有《同步辐射X射线应用技术基础》、《纳米材料的X射线分析》、《材料的射线衍射和散射分析》和《X射线衍射技术及其应用》。

内页插图

目录

前言

第1章 晶体结构和磁结构基础
1．1 晶体点阵
1．1．1 点阵概念
1．1．2 晶胞、晶系
1．1．3 点阵类型
1．2 晶体的宏观对称性和点群
1．2．1 宏观对称元素和宏观对称操作
1．2．2 宏观对称性和点群
1．3 晶体的微观对称性和空间群
1．3．1 微观对称要素与对称操作
1．3．2 230种空间群
1．4 倒易点阵
1．4．1 倒易点阵概念的引入
1．4．2 正点阵与倒易点阵间的几何关系
1．5 晶体极射赤面投影
1．5．1 晶体极射赤面投影原理
1．5．2 标准极图
1．6 晶体的结合类型
1．6．1 离子结合
1．6．2 共价结合
1．6．3 金属结合
1．6．4 分子结合
1．6．5 氢键结合
1．6．6 混合键晶体
1．7 磁对称性和磁结构
1．7．1 磁性原子的自旋结构
1．7．2 磁点阵
1．7．3 磁点群
1．7．4 磁空间群
1．7．5 磁性结构
主要参考文献

第2章 中子射线及其与物质的交互作用
2．1 引言
2．2 原子反应堆中子源
2．3 脉冲中子源
2．4 三种源的比较
2．5 中子射线源的线束设备
2．6 中子与物质的交互作用
2．6．1 物质对中子射线的吸收
2．6．2 中子射线的折射
2．6．3 中子射线的反射
2．7 物质对入射中子的散射
2．7．1 中子的核散射
2．7．2 中子的磁散射
主要参考文献

第3章 中子衍射的运动学理论
3．1 相干散射和非相干散射
3．2 射线衍射线束的方位
3．2．1 劳厄方程
3．2．2 布拉格公式
3．3 多晶体核衍射强度的运动学理论
3．3．1 单个核的散射强度
3．3．2 固体原子核集的衍射强度
3．3．3 多晶物质的积分散射
3．4 中子的磁散射强度
3．4．1 顺磁材料的磁散射
3．4．2 铁磁和反铁磁材料的散射
3．4．3 稀土原子的散射
3．5 中子衍射强度公式及其比较
3．5．1 中子衍射强度公式
3．5．2 三种结构因子的比较和其中原子位置参数
3．5．3 fx、b、u的比较
3．5．4 磁衍射形状因子
主要参考文献

第2章 中子射线及其与物质的交互作用
2．1 引言
2．2 原子反应堆中子源
2．3 脉冲中子源
2．4 三种源的比较
2．5 中子射线源的线束设备
2．6 中子与物质的交互作用
2．6．1 物质对中子射线的吸收
2．6．2 中子射线的折射
2．6．3 中子射线的反射
2．7 物质对入射中子的散射
2．7．1 中子的核散射
2．7．2 中子的磁散射
主要参考文献

第3章 中子衍射的运动学理论
3．1 相干散射和非相干散射
3．2 射线衍射线束的方位
3．2．1 劳厄方程
3．2．2 布拉格公式
3．3 多晶体核衍射强度的运动学理论
3．3．1 单个核的散射强度
3．3．2 固体原子核集的衍射强度
3．3．3 多晶物质的积分散射
3．4 中子的磁散射强度
3．4．1 顺磁材料的磁散射
3．4．2 铁磁和反铁磁材料的散射
3．4．3 稀土原子的散射
3．5 中子衍射强度公式及其比较
3．5．1 中子衍射强度公式
3．5．2 三种结构因子的比较和其中原子位置参数
3．5．3 fx、b、u的比较
3．5．4 磁衍射形状因子
主要参考文献

第4章 中子衍射散射实验方法
第5章 晶体结构的测定
第6章 自旋结构和磁结构的测定
第7章 物相衍射分析
第8章 材料残余应力衍射测定
第9章 材料织构的衍射测定
第10章 中子小角衍射散射的应用
第11章 新型材料的衍射散射分析
第12章 物质动态结构的非弹性散射研究
第13章 中子衍射散射的工业应用
附录
《现代物流基础丛书》已出版书目

前言/序言

现代物理基础丛书（部分）图书简介 丛书介绍： “现代物理基础丛书”旨在为物理学、材料科学、化学等相关领域的研究人员、高年级本科生及研究生提供前沿且深入的专业知识。本丛书涵盖了现代物理学的核心分支，从量子力学、凝聚态物理到粒子物理、天体物理等多个维度，力求系统性地梳理和介绍当前学科发展中的关键理论、实验方法和重大突破。丛书的每一卷都由该领域的资深专家撰写，内容严谨、论述清晰，旨在成为科研工作者和学习者案头的必备参考书。 --- 以下是本丛书部分已出版或计划出版的卷册简介，它们分别侧重于现代物理学的不同领域： 卷一：量子场论导论（第二版修订） 聚焦领域： 粒子物理学、基础理论物理 内容梗概： 本书是量子场论（QFT）领域公认的权威教材与参考书。它从严格的群论和经典场论基础出发，系统地构建了相对论性量子场论的理论框架。重点内容包括：狄拉克方程、Klein-Gordon场量化、正则对易关系与量子化、路径积分表述、费曼图的详细推导与计算，以及微扰论在QED中的应用。 本版着重深化了对重整化理论的讨论，详细解析了如何处理紫外奇异性，并介绍了有效场论（EFT）的概念及其在低能物理中的重要性。此外，对规范场论的基础——杨-米尔斯理论的引入也进行了精细化处理，为理解标准模型打下了坚实的数学基础。全书配有大量的例题和习题，旨在帮助读者掌握从基础概念到复杂计算的完整技能链。它不仅适合理论物理专业的研究生，也是需要深入理解基本粒子相互作用机制的实验物理学家的有力工具。 卷十八：低维系统中的拓扑物态 聚焦领域： 凝聚态物理、拓扑物理 内容梗概： 随着对新奇电子态探索的深入，拓扑概念已渗透到凝聚态物理的各个角落。本书专注于研究二维及以下维度系统中的拓扑现象。从最基础的量子霍尔效应的详尽分析开始，本书随后深入探讨了时间反演对称性保护的拓扑绝缘体（TI）和拓扑半金属的理论建模，如使用Kubo公式计算拓扑不变量和边界态。 核心章节详细介绍了分数霍尔效应（FHE）中的非阿贝尔任意子（Non-Abelian Anyons）及其在拓扑量子计算中的潜力。书中利用Wannier函数方法对材料中的拓扑性质进行了实用的计算指南，并结合了最新的实验观测结果，如表面态的ARPES证据。读者将通过本书掌握如何运用拓扑不变量（如Chern数、Z2不变量）来分类和预测新型材料的电子性质，是拓扑材料研究领域不可或缺的参考书。 卷三十五：高能加速器物理学原理 聚焦领域： 实验物理、粒子加速器技术 内容梗概： 本书全面概述了现代高能加速器——如对撞机和同步辐射光源——的设计、运行与优化所必需的物理学原理。全书结构清晰，从电磁学基础出发，详细阐述了粒子束动力学，包括Liouville定理、横向和纵向聚焦（强聚焦和弱聚焦原理）。 重点章节探讨了束流稳定性的关键问题，如空间电荷效应、阻抗建模以及束流阻尼技术（如电子束冷却和随机冷却）。在磁铁系统方面，本书详细分析了超导磁体（特别是NbTi和Nb3Sn）在产生高强度磁场时的物理限制和热管理挑战。此外，本书还对束流探测器、真空系统和射频（RF）腔体的物理设计参数进行了深入探讨。本书特别适合参与大型科学设施规划、设计和运行的工程物理学专业人士。 卷四十八：复杂网络中的非线性动力学 聚焦领域： 复杂系统、非线性物理 内容梗概： 本书超越了传统孤立系统的研究范畴，聚焦于由大量相互作用单元构成的复杂网络中的自组织与涌现现象。它将非线性动力学理论与图论、信息论相结合，分析了从物理系统到生物、社会系统的普遍规律。 核心内容包括：同步现象的理论描述（如Kuramoto模型及其扩展）、混沌动力学在网络传播中的角色、以及结构对功能的影响。书中详尽介绍了小世界网络（Small-World Networks）和无标度网络（Scale-Free Networks）的生成模型及其在物理系统（如电网、交通网络）中的应用。同时，本书也涵盖了网络上的信息流、鲁棒性分析以及如何利用网络结构来控制非线性系统的行为。这本书为理解现实世界中大量相互连接的系统提供了坚实的理论工具和建模框架。 卷五十五：高精度原子钟与量子计量学 聚焦领域： 量子光学、计量学、精密测量 内容梗概： 随着对时间测量精度要求的不断提高，原子钟已成为连接基础物理和前沿技术的桥梁。本书系统介绍了现代原子钟的物理基础和工程实现。从拉曼跃迁、塞曼效应到哈特里-福克方程在多电子原子能级计算中的应用，本书为理解原子能级选择奠定了理论基础。 重点关注于基于光格（Optical Lattice）和离子阱（Ion Trap）的超高精度原子钟，详细分析了导致时间漂移的主要系统误差源，包括频移（如黑体辐射频移、多普勒频移）和量子投影噪声的限制。此外，本书深入探讨了量子计量学的核心概念，如标准量子极限（SQL）和海森堡极限（Heisenberg Limit），并展示了纠缠态和压缩态光在提高传感器灵敏度方面的潜力。本书是从事精密测量、导航、基础物理检验等领域研究人员的必备参考书。 --- 注： “现代物理基础丛书”是一个宏大的系列，以上卷目仅为该系列中涉及不同物理分支的代表性书籍。

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这次偶然的机会翻阅到了这本《现代物理基础丛书42：中子衍射技术及其应用》，虽然我并非专业人士，但我一直对探索未知世界充满热情，尤其对那些能够揭示物质微观世界的“利器”充满好奇。我一直觉得，理解一个现象的本质，往往需要掌握其背后的工具和方法。中子衍射，听起来就带着一种神秘感，它不像X射线那样随处可见，却又承载着独特的探秘能力。我希望这本书能为我打开一扇窗，让我窥见物质内部的原子排列、磁性结构等肉眼无法企及的奥秘。我期待书中能有精彩的插图和生动的比喻，帮助我这样一个“门外汉”也能理解那些看似晦涩的物理原理。我特别想知道，中子衍射是如何“看到”原子和磁畴的？它与X射线衍射相比，有哪些独特的优势和局限性？书中会不会介绍一些著名的科学发现，是如何借助于中子衍射技术才得以实现的？例如，在新能源材料的研究中，它扮演了怎样的角色？或者在文物保护领域，它又是如何被用来鉴别真伪和分析材质的？我希望这本书能让我感受到科学探索的魅力，也能体会到技术进步如何推动我们对世界的认知。

评分☆☆☆☆☆

作为一名从事凝聚态物理研究的研究生，我日常工作中经常需要借助各种先进的表征手段来理解和分析材料的微观结构和性质。《现代物理基础丛书42：中子衍射技术及其应用》这本书，无疑是我学习中子衍射技术的重要补充。我期待这本书能够提供扎实而全面的理论基础，深入讲解中子散射的基本原理，包括布拉格衍射、拉姆塞散射等关键概念，以及中子与物质相互作用的各种机制。同时，我更希望书中能够详细介绍不同衍射技术（如粉末衍射、单晶衍射、小角散射等）的实验装置、数据采集流程和谱仪的特点。在应用部分，我希望看到书中能够涵盖中子衍射在研究各类材料（包括磁性材料、超导材料、纳米材料、生物分子等）中的具体实例，并深入分析如何通过衍射数据解析出晶体结构、磁有序、短程有序以及材料的相变过程等信息。此外，对于数据处理和模拟部分，我也希望书中能提供一些实用的算法、软件工具介绍以及数据拟合的技巧，这将大大帮助我提高研究效率和数据分析的准确性。

评分☆☆☆☆☆

作为一名资深的业余物理爱好者，我对各种深入探讨特定物理领域著作的情有独钟。《现代物理基础丛书》系列一直是我书架上的常客，而当得知有《中子衍射技术及其应用》这本新书问世时，我的好奇心更是被点燃了。我期待这本书能像它前面的伙伴一样，以一种既严谨又不失启发性的方式，带领我走进中子衍射这个我相对陌生的领域。我希望作者能够从最基础的概念入手，逐步深入到技术的细节，并清晰地阐述其在不同科学和工业领域中的实际应用。例如，在材料科学方面，我希望看到如何利用中子衍射来解析晶体结构，探测磁性材料的有序性，甚至研究材料在极端条件下的行为。在生物学领域，如果这本书能涉及利用中子衍射来确定蛋白质等生物大分子的三维结构，那将是我非常惊喜的发现。我尤其关心书中是否会包含实际的实验案例分析，这样我就可以更好地理解理论知识与实际操作之间的联系，甚至激发我未来尝试相关实验的想法。同时，对于那些可能不直接从事研究的读者，如我这样的爱好者，如何能以一种相对易懂的方式理解复杂的衍射图谱和数据处理过程，也是我非常期待的。

评分☆☆☆☆☆

我是一名对科学史和技术发展史有着浓厚兴趣的学生，常常在阅读历史资料时，会遇到一些关键技术突破的记载。《现代物理基础丛书》系列一直是我了解科技发展脉络的重要参考。《中子衍射技术及其应用》这本书，让我有机会深入了解中子衍射这项技术是如何从理论构想到实验验证，再到广泛应用的。我好奇这本书会如何讲述中子衍射技术的“前世今生”，它是在怎样的科学背景下被孕育出来的？早期的科学家是如何克服技术难题，实现首次中子衍射实验的？书中是否会介绍一些在技术发展过程中起到关键作用的人物和实验室？我尤其希望看到，随着科学技术的不断进步，中子衍射技术本身是如何不断演进的，例如，从早期笨拙的设备到如今高度自动化的先进装置，这种演变过程背后有哪些科学原理和工程创新的推动？我也想了解，在中子衍射技术的历史发展过程中，它对其他科学领域，如核物理、粒子物理、甚至宇宙学，是如何产生深远影响的？通过了解这项技术的历史，我希望能更深刻地理解科学的本质是不断探索和创新的过程。

评分☆☆☆☆☆

作为一名在相关领域工作的工程师，我深知掌握前沿技术的重要性。《现代物理基础丛书》系列一直以其深度和广度而著称，这次推出的《中子衍射技术及其应用》更是让我眼前一亮。我关注中子衍射技术在材料表征、缺陷分析以及先进制造领域中的应用已经有一段时间了，因此，我非常期待这本书能够提供详实的技术细节和前沿的研究进展。我希望书中能够深入探讨不同类型的中子源（例如，反应堆和散裂中子源）的特点及其对衍射实验的影响，以及各种探测器技术的最新发展。在应用方面，我尤其希望看到书中对不同材料体系（如金属合金、陶瓷、聚合物、复合材料等）在中子衍射分析中的典型案例进行详细介绍，包括实验设计、数据处理和结果解读。此外，关于如何利用中子衍射进行原位（in-situ）和实时（real-time）测量，以研究材料在动态过程中的结构演变，这对我来说至关重要。书中能否提供一些关于实验装置搭建、优化以及数据分析软件的实用指导，这将极大地提升我实际工作的效率和水平。